자화 또는 자화는 벡터량이다 되고 또한 자화 벡터 강도라고도. M 으로 표시되고 단위 체적 V 당 자기 모멘트 m으로 정의됩니다. 수학적으로 다음과 같이 표현됩니다.
M = d m / dV
국제 단위계 SI의 단위 M 은 암페어 / 미터이며 자기장 H 와 동일합니다 . 굵은 글씨체의 표기는 이것이 스칼라가 아닌 벡터임을 나타냅니다.
그림 1. 링 형태의 페라이트 자석. 출처 : Wikimedia Commons.
이제 물질이나 물질의 자기 모멘트는 원자 내부의 전하 이동, 근본적으로 전자의 이동의 표현입니다.
원칙적으로 원자 내부의 전자는 전류의 작은 폐쇄 회로로 상상할 수 있으며 핵 주위의 원형 궤도를 설명합니다. 실제로 전자는 원자의 양자 역학적 모델에 따라 이러한 방식으로 행동하지 않지만 자기 효과 측면에서 이와 일치합니다.
또한 전자는 자체 회전과 유사한 스핀 효과가 있습니다. 이 두 번째 움직임은 원자의 전체 자기에 훨씬 더 중요한 기여를합니다.
재료가 외부 자기장 내에 배치되면 두 기여의 자기 모멘트가 정렬되고 재료 내에 자기장을 생성합니다.
자화 방법
재료를 자화한다는 것은 일시적 또는 영구적으로 자기 특성을 부여하는 것을 의미합니다. 그러나 이것이 일어나기 위해서는 재료가 자기에 적절하게 반응해야하며 모든 재료가 그런 것은 아닙니다.
자기 특성과 자석과 같은 외부 자기장에 대한 반응에 따라 재료는 세 가지 큰 그룹으로 분류됩니다.
-Diamagnetic
-기자 성
-강자성
모든 재료는 반자성이며, 외부 자기장의 중간에 배치 할 때 약한 반발로 반응합니다.
그 부분에서, 상자성 (paramagnetism)은 외부 장에 대해 그다지 강하지 않은 매력을 경험하는 일부 물질의 전형입니다.
그러나 강자성 물질은 가장 강한 자기 반응을 보이는 물질입니다. 마그네타이트는 고대 그리스에서 알려진 천연 자석 인 산화철입니다.
그림 2. 브라질의 자철광 또는 광석. 출처 : Wikimedia Commons.
아래에서 설명 할 자화 방법은 원하는 효과를 얻기 위해 좋은 자기 응답을 가진 재료를 사용합니다. 그러나 나노 입자 수준에서는 일반적으로 현저한 자기 반응을 갖지 않는 금속 인 금을 자화하는 것도 가능합니다.
강자성 물체를 자화하는 방법은 무엇입니까?
재료가 마그네타이트 조각과 같은 천연 자석이 아닌 경우 일반적으로 자기가 제거되거나 자기가 제거됩니다. 이것은 자성 물질의 또 다른 분류로 이어집니다.
- 영구 자석 인 하드 .
- 부드럽거나 달콤 하며 영구 자석은 아니지만 자기 반응이 좋습니다.
-Semi - hard , 상기 중 중간 특성을 가짐.
강자성체 자기 응답이 때문이다 자구가 그 내부에 배치되고 , 랜덤하게 배치 된 자화 벡터를 가진 영역.
이로 인해 자화 벡터가 취소되고 순 자화가 0이됩니다. 이러한 이유로 자화를 생성하려면 자화 벡터를 영구적으로 또는 적어도 한 시간 동안 정렬해야합니다. 이런 식으로 재료가 자화됩니다.
이를 달성하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 예를 들어 유도 자화, 접촉, 문지르 기, 냉각, 심지어 아래에 설명 된대로 물체에 부딪히는 등의 방법이 있습니다.
예
선택한 자화 방법은 재료와 절차의 목적에 따라 다릅니다.
다양한 기능을 위해 인공 자석을 만들 수 있습니다. 오늘날 자석은 매우 신중한 과정을 거쳐 산업적으로 자화됩니다.
유도 자화
이 방법에 의해 자화 될 물질은 강력한 전자석과 같은 강한 자기장의 한가운데에 놓입니다. 이런 식으로 도메인과 각각의 자화는 즉시 외부 필드와 정렬됩니다. 그 결과 재료가 자화됩니다.
재료에 따라 이렇게 얻은 자화를 영구적으로 유지하거나 외부 필드가 사라지는 즉시 잃을 수 있습니다.
마찰 자화
이 방법은 자석의 극으로 자화 될 재료의 한쪽 끝을 문질러 야합니다. 이 방법으로 문질러 진 부분이 반대 극성을 갖도록 같은 방향으로해야합니다.
이것은 물질의 다른 쪽 끝에서 반대 자극이 생성되어 물질이 자화되는 방식으로 자기 효과를 생성합니다.
접촉 자화
접촉 자화에서는 자화 될 물체가 자석과 직접 접촉하여 자화를 획득해야합니다. 자화 될 물체의 도메인 정렬은 접촉하는 끝에서 다른 끝으로 빠르게 오는 캐스케이드 효과로 발생합니다.
접촉 자화의 전형적인 예는 영구 자석에 클립을 부착하는 것입니다. 자석은 자화 상태를 유지하여 다른 클립을 끌어 당겨 체인을 형성합니다. 또한 니켈 동전, 못 및 철 조각과 함께 작동합니다.
그러나 첫 번째 클립, 못 또는 동전이 자석에서 제거되면 영구 자화를 생성 할 수있는 진정으로 강력한 자석이 아니라면 나머지 자화는 사라집니다.
자화하는 전기적 방법
자화 될 재료는 전류가 통과하는 전도성 와이어로 싸여 있습니다. 전류는 자기장을 생성하는 이동 전하에 지나지 않습니다. 이 필드는 내부에 놓인 재료를 자화시키는 역할을하며 결과 필드를 크게 증가시키는 효과가 있습니다.
이렇게 생성 된 자석은 회로를 분리하여 원하는대로 활성화 및 비활성화 할 수 있으며, 자석의 전력은 더 많거나 적은 전류를 전달하여 수정할 수 있다는 사실에 더해집니다. 그들은 전자석이라고 불리며 무거운 물체를 쉽게 옮기거나 비자 성 물질에서 자기를 분리 할 수 있습니다.
타격에 의한 자화
철 막대 또는 금속 파일링 캐비닛은 자기장에서 내부를 치면 자화 될 수 있습니다. 일부 지역에서는 지구 자기장이이 효과를 달성 할만큼 충분히 강합니다. 땅에 수직으로 부딪 치는 철봉은 지구의 자기장이 수직 성분을 가지고 있기 때문에 자화 될 수 있습니다.
자화는 막대 위에 놓인 나침반으로 확인됩니다. 서류 캐비넷의 경우 충분한 결정으로 서랍을 열고 닫는 것으로 충분합니다.
타격은 또한 재료 내의 자기 영역의 순서를 파괴하기 때문에 자석의 자기를 제거 할 수 있습니다. 열도 같은 효과가 있습니다.
냉각에 의한 자화
지구 내부에는 현무암 용암과 같은 물질이 있으며, 자기장의 존재하에 냉각 될 때 상기 자기장의 자화를 유지합니다. 이러한 유형의 물질을 조사하는 것은 지구가 생성 된 이후로 지구의 자기장이 방향을 변경했다는 증거입니다.
참고 문헌
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